微生物处理废气

一、微生物法处理恶臭废气

GB14554-93《恶臭污染物排放标准》制定了氨、三甲胺、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲基二硫、二硫化碳、苯乙烯等恶臭污染物的排放浓度限值。恶臭的治理技术即脱臭技术大致可分为物理方法、化学方法、生物方法三种。

脱臭技术

生物脱臭原理如图所示，在水、微生物和氧存在的条件下，利用微生物的代谢作用氧化分解发臭物质，以达到净化气体的目的。生物脱臭大致可以分为3个过程：1、发臭物质被载体(固定化微生物)吸附的过程；2、发臭物质向微生物表面扩散!被微生物吸附的过程；3、微生物的代谢作用,将发臭物质氧化分解成无臭味物质，不含氮的物质被分解成CO2和H2O，含硫的恶臭成分可被分解成S、S032-，SO12-，含氮的恶臭成分则被氧化分解成NH4-，N02-，NO3-。

生物脱臭原理图

二、生物脱臭的方法

生物法处理废气实际上也是一种活性污泥处理工艺。主要有生物滤池、生物滴滤塔和生物洗涤器三种形式。人们根据这三套系统的液相运转情况(连续运转或静止)和微生物在液相中的状态(自由分散或固定在载体或填充物上)来区分它们。目前应用最广泛的是生物滤池和生物滴滤塔。

1、生物滤池

生物滤池(Biofliter)内部充填活性填料,恶臭废气经加压预湿后,从底部进入生物滤池,废气中的恶臭物质与填料上附着生成的生物膜(微生物)接触,被生物膜吸收,最终降解为水和二氧化碳或其他成分,处理过的气体从生物滤池的顶部排出,如图所示,生物滤池的进气方式可采用升流式或下降式,前者容易造成深层滤料干化,后者则可避免,并可防止未经填料净化的可溶性有机物排出。为防止气体中颗粒物造成滤池堵塞,废气进入滤池前必须除尘。

生物滤池处理恶臭示意图

生物滤池脱臭法目前研究得最多，工艺最成熟，在实际中也是最常用的生物脱臭方法。该法的脱臭效率受滤料中的含水率、pH、温度、布气的均匀性和自然条件等因素的影响。常用的滤料有土壤、堆肥和泥炭等，这样生物滤池脱臭法又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法和泥炭脱臭法等。另外以人工方法将微生物固定于填料、并填充于塔内，依靠固定化微生物的作用，脱除恶臭污染物，并且已成为目前研究较多的脱臭方法之一。

（1）土壤脱臭

该法是人们最早利用的微生物脱臭法。该方法是使恶臭气体自下向上通过土壤层中存在的土壤胶粒及种类繁多的细菌、放线菌、霉菌、原生动物、藻类等微生物对其的吸收、降解达到处理的目的。土壤脱臭一般采用固定床，其组成为粘土±1.2%，有机质沃土±15.3%,细砂土±53.9%,粗砂±2.9%。土壤层厚为0.5-1米,水分保持在40%-70%，pH保持在7-8，气速一般为2-17mm/s为宜。若在土壤层中添加一些改性剂，脱臭效果将更好。如加少量鸡粪和珍珠岩后，可提高对恶臭气体甲基硫醇、二甲基硫、二甲基二硫的去除率。土壤处理系统使用一年后会发生酸化，应及时加入石灰调整其pH值。

（2）堆肥脱臭法

该法是以城市垃圾、禽畜粪便和污泥等有机废物为原料，经好氧发酵得到的熟化堆肥进行脱臭的处理技术。由于堆肥方式比土壤中细菌繁殖密度高,故整个装置紧凑，去除臭气效果更好。据报道,用土壤法2min才能去除的恶臭成分，用堆肥法仅需30s即可完成。

（3）泥炭脱臭法

泥炭脱臭法是一种以泥炭代替土壤作为脱臭微生物载体的脱臭技术。泥炭具有价格低廉、压损低、床层高度可达100cm、透气速度比土壤脱臭更高的特点。

（4）塔式生物滤池

该法以其装置的合理性、高效性和占地面积少等优点成为生物脱臭法的主流。臭气由塔下部通入，臭气成份在通过填充层时，由于填充滤料表面生长的微生物的分解作用而达到脱臭目的。为了提供微生物生长繁殖所需的水分和营养物质，并冲走生物代谢生成物，需要在填充塔的顶部连续或间歇的喷淋水。根据臭气成份的捕捉过程，塔式生物滤池大致可分为吸收型和吸附型两类。所谓吸收型是指喷淋水量较多，在载体的表面形成一层液膜，臭气成份通过时首先溶解在液膜中，然后再被载体表面附着的生物分解。吸附型喷淋水量较少，其水量只要能润湿载体表面的生物膜即可，臭气成份通过时首先被吸附在载体表面的生物膜上，然后再被微生物分解。至于采用哪种类型，需根据臭气成分的性质（主要是在水中的溶解度）而定。

塔式生物滤池能实现高效率脱臭，极重要的是要使填料的表面能附着大量的微生物，因此填料的选择至关重要。作为填充塔内的填料，应具有以下性能：对臭气成分去除效率高、材质好（强度大、质轻）、价廉、能保持水分。经多年的研究己开发的填料有：多孔陶瓷、硅酸盐材料、海绵、活性炭及其纤维、纤维状多孔塑料、高分子材料等。塔内填充层的高度和操作条件(气体流量、液体喷淋量等)等都会影响去除率。

生物滤池处理技术具有设备少、操作简单、不需外加营养物、投资运行费用低等特点。用于处理恶臭废气在欧洲和美国已得到广泛的应用,设备及工艺都较为成熟。

2、生物洗涤塔

生物洗涤塔（Bio-scrubber）通常由一个装有填料的洗涤器和一个具有活性污泥的生物反应器构成，如图所示，洗涤器里的喷淋柱将微小的水珠逆着气流喷洒，使废气中的污染物与填料表面的水接触，被水吸收而转入液相，从而实现质量传递过程。如果污染物的浓度较低、水溶性较高、则极易被水吸收，带入生物反应器。在生物反应器内，污染物通过活性污泥中微生物的氧化作用，最终被去除。

与生物滤池不同的是，生物洗涤塔工艺中的液相（通常带有悬浮微生物）是流动的,在两个回路里分别连续循环。这有利于控制反应条件,便于添加营养液、缓冲剂。

生物洗涤塔与生物滤池相比，其优点是反应条件易控制，压降低、但设备多、需外加营养物、成本较高。这种形式适合于负荷较高、污染物水溶性较大的情况，过程的控制也更为方便。

生物洗涤塔处理恶臭

3、生物滴滤器

生物滴滤器（Bio-trickling filter）被认为是介于生物滤池和生物洗涤塔之间

的处理技术。废气中污染物的吸收和生物降解同时发生在一个反应装置内，如图所示，滴滤器内填充填料，循环水不断喷洒在填料上，填料表面被微生物形成的生物膜所覆盖。废气通过滴滤器时，废气中的污染物被微生物降解生物滴滤

器只有一个反应器，设备较简单、生物相静止而液相流动、世代周期长的微生物也能很好地生存，但生物滴滤器填料的比表面积(即单位柱体积接触面积)比较低，为100-300m2/m3，它不适于处理水溶性差的挥发性有机污染物。

生物滴滤处理恶臭

生物滴滤器的优点是设备少、操作简单、压降低、填料不易堵塞、恶臭气体去除效率高，但需外加营养物、填料比表面积小、运行成本较高、不适合处理水溶性差的化合物。但对于处理含卤化合物、硫化氢和氨等会产生酸/碱性代谢物的污染物，生物滴滤反应器更容易调整HP，因此生物滴滤反应器比生物过滤反应器更能有效地处理上述这些污染物。

综上所述，三种生物反应器处理恶臭气体的技术比较表如下：